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基于数字微镜器件并行共焦成像的光点阵列优化
被引量：
4
1
作者
朱茜
杨西斌
+5 位作者
李思黾
李辉
王驰
刘首鹏
简
俊
明
熊大曦
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期252-260,共9页
数字微镜器件(DMD)的灵活性有助于实现并行共焦成像。设计并搭建了基于DMD的并行共焦成像系统,分析了DMD光点阵列对轴向分辨率、横向分辨率和图像对比度的影响,得出了最优光点阵列参数。结果表明:光点越小,则横向和轴向分辨率越高;当光...
数字微镜器件(DMD)的灵活性有助于实现并行共焦成像。设计并搭建了基于DMD的并行共焦成像系统,分析了DMD光点阵列对轴向分辨率、横向分辨率和图像对比度的影响,得出了最优光点阵列参数。结果表明:光点越小,则横向和轴向分辨率越高;当光点间距大于光点大小时,增大光点间距对成像的横向分辨率无明显改善;对于1×1微镜,光点间距为光点大小的4倍时对应的图像对比度最高,即1×1光点大小、4倍光点间距为最优光点阵列。对数值孔径为0.25的物镜而言,最优光点阵列对应的横向分辨率优于512lp/mm,轴向分辨率可达7.82μm,均达到衍射极限。基于最优光点阵列的三维体光栅成像比宽场成像具有更高的分辨率和明显的层切效果,与激光扫描共焦成像相比无较大差距。基于DMD的并行共焦成像系统在保证高速成像的前提下,实现了高分辨率和高图像对比度的光学层切成像,在实时成像和三维成像中有一定的优势和应用前景。
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关键词
显微
应用光学
并行共焦成像
数字微镜器件
轴向分辨率
横向分辨率
图像对比度
原文传递
基于线阵CCD的多表面焦点偏移测量
被引量：
2
2
作者
简
俊
明
文刚
+5 位作者
朱茜
金鑫
杨光
杨西斌
李辉
武晓东
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期431-437,共7页
在显微成像过程中,焦点偏移对长时间的活细胞观测等应用有很大影响,自动对焦技术是解决该问题最有效的技术手段之一。反射式的主动式表面偏移测量是显微镜实现自动对焦的关键,但是在存在多个表面反射的情况下如何进行准确的焦点偏移测...
在显微成像过程中,焦点偏移对长时间的活细胞观测等应用有很大影响,自动对焦技术是解决该问题最有效的技术手段之一。反射式的主动式表面偏移测量是显微镜实现自动对焦的关键,但是在存在多个表面反射的情况下如何进行准确的焦点偏移测量仍是需要解决的一个问题。本文提出了一种针对多表面反射的焦点偏移测量方法,该方法采用线阵CCD对反射光斑进行成像,不同表面反射回来的光斑在线阵CCD上可以很好的区分,通过窗口加权质心法够精确地测量所需要的表面反射光斑在CCD上的位移,从而精确测定焦点偏移,在样品干燥和样品湿润的情况下测量精度分别达到106 nm和111 nm。
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关键词
焦点偏移
多表面反射
线阵CCD
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职称材料
基于全卷积神经网络的直肠癌肿瘤磁共振影像自动分割方法
被引量：
5
3
作者
冉昭
简
俊
明
+2 位作者
王蒙蒙
赵星羽
高欣
《北京生物医学工程》
2019年第5期465-471,共7页
目的直肠肿瘤(rectum cancer,RC)的图像精确分割是直肠癌诊断和治疗的基础和关键。目前,直肠肿瘤的分割通常是由放射科医生逐切片进行,这种方式主观性强,工作量大。为此,本文提出了一种直肠肿瘤磁共振影像全自动分割网络,在有效减少放...
目的直肠肿瘤(rectum cancer,RC)的图像精确分割是直肠癌诊断和治疗的基础和关键。目前,直肠肿瘤的分割通常是由放射科医生逐切片进行,这种方式主观性强,工作量大。为此,本文提出了一种直肠肿瘤磁共振影像全自动分割网络,在有效减少放射科医生负担的同时提高了肿瘤分割结果的可重复性。方法首先采用一个预训练的ResNet50提取特征,并在网络隐藏层添加3个边输出模块,实现图像数据的多尺度特征提取,最后融合3个边输出模块获得最终的分割结果。将所提网络架构的分割结果与基于U-net网络架构的分割结果进行比较,并分析不同损失函数和感兴趣区域(region of interest,ROI)尺寸对所提网络分割性能的影响。结果本研究使用中山大学附属第六医院512例患者的影像数据对模型进行训练及测试,其中随机选取的461例患者的T2加权磁共振影像用于网络训练,剩下51例患者的T2加权磁共振影像用于网络测试。结果表明,所提网络分割结果的平均Dice相似性系数(Dice similarity coefficient,DSC)、平均敏感度(sensitivity)、平均特异度(specificity)及平均豪斯多夫距离(Hausdorff distance,HD)分别达到了83.61%、89.10%、96.36%和8.49,均优于基于U-net的分割方法。对于包含了肿瘤组织的ROI,尺寸越小,分割效果越好。对于给定尺寸的ROI,几种损失函数并无太大差异。结论该算法能够准确地勾画肿瘤边界,有助于提升医生工作效率。
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关键词
直肠肿瘤分割
神经网络
多边输出
磁共振影像
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职称材料
题名
基于数字微镜器件并行共焦成像的光点阵列优化
被引量：
4
1
作者
朱茜
杨西斌
李思黾
李辉
王驰
刘首鹏
简
俊
明
熊大曦
机构
上海大学机电工程与自动化学院
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所光健康研究中心
出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第1期252-260,共9页
基金
国家自然科学基金青年基金(61405238
61475185
+2 种基金
51376191)
江苏省自然科学基金青年项目(BK20141206)
苏州市医疗器械与新医药专项(ZXY201433)
文摘
数字微镜器件(DMD)的灵活性有助于实现并行共焦成像。设计并搭建了基于DMD的并行共焦成像系统,分析了DMD光点阵列对轴向分辨率、横向分辨率和图像对比度的影响,得出了最优光点阵列参数。结果表明:光点越小,则横向和轴向分辨率越高;当光点间距大于光点大小时,增大光点间距对成像的横向分辨率无明显改善;对于1×1微镜,光点间距为光点大小的4倍时对应的图像对比度最高,即1×1光点大小、4倍光点间距为最优光点阵列。对数值孔径为0.25的物镜而言,最优光点阵列对应的横向分辨率优于512lp/mm,轴向分辨率可达7.82μm,均达到衍射极限。基于最优光点阵列的三维体光栅成像比宽场成像具有更高的分辨率和明显的层切效果,与激光扫描共焦成像相比无较大差距。基于DMD的并行共焦成像系统在保证高速成像的前提下,实现了高分辨率和高图像对比度的光学层切成像,在实时成像和三维成像中有一定的优势和应用前景。
关键词
显微
应用光学
并行共焦成像
数字微镜器件
轴向分辨率
横向分辨率
图像对比度
Keywords
microscopy
applied optics
parallel confocal imaging
digital micromirror device
axial resolution
lateral resolution
imaging contrast
分类号
O439 [机械工程—光学工程]
原文传递
题名
基于线阵CCD的多表面焦点偏移测量
被引量：
2
2
作者
简
俊
明
文刚
朱茜
金鑫
杨光
杨西斌
李辉
武晓东
机构
中国科学技术大学精密机械与精密仪器系
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第4期431-437,共7页
基金
国家重大科学仪器设备开发专项资助项目(No.ZDYZ2013-1)
国家自然科学基金面上项目(No.61475185)
中科院百人计划项目资助。
文摘
在显微成像过程中,焦点偏移对长时间的活细胞观测等应用有很大影响,自动对焦技术是解决该问题最有效的技术手段之一。反射式的主动式表面偏移测量是显微镜实现自动对焦的关键,但是在存在多个表面反射的情况下如何进行准确的焦点偏移测量仍是需要解决的一个问题。本文提出了一种针对多表面反射的焦点偏移测量方法,该方法采用线阵CCD对反射光斑进行成像,不同表面反射回来的光斑在线阵CCD上可以很好的区分,通过窗口加权质心法够精确地测量所需要的表面反射光斑在CCD上的位移,从而精确测定焦点偏移,在样品干燥和样品湿润的情况下测量精度分别达到106 nm和111 nm。
关键词
焦点偏移
多表面反射
线阵CCD
Keywords
focus drift
multi-surface refection
linear CCD
分类号
TH742 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
基于全卷积神经网络的直肠癌肿瘤磁共振影像自动分割方法
被引量：
5
3
作者
冉昭
简
俊
明
王蒙蒙
赵星羽
高欣
机构
中国科学技术大学
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所
出处
《北京生物医学工程》
2019年第5期465-471,共7页
基金
国家自然科学基金(81871439、61801474)
江苏省重点研究计划(BE2017671)资助
文摘
目的直肠肿瘤(rectum cancer,RC)的图像精确分割是直肠癌诊断和治疗的基础和关键。目前,直肠肿瘤的分割通常是由放射科医生逐切片进行,这种方式主观性强,工作量大。为此,本文提出了一种直肠肿瘤磁共振影像全自动分割网络,在有效减少放射科医生负担的同时提高了肿瘤分割结果的可重复性。方法首先采用一个预训练的ResNet50提取特征,并在网络隐藏层添加3个边输出模块,实现图像数据的多尺度特征提取,最后融合3个边输出模块获得最终的分割结果。将所提网络架构的分割结果与基于U-net网络架构的分割结果进行比较,并分析不同损失函数和感兴趣区域(region of interest,ROI)尺寸对所提网络分割性能的影响。结果本研究使用中山大学附属第六医院512例患者的影像数据对模型进行训练及测试,其中随机选取的461例患者的T2加权磁共振影像用于网络训练,剩下51例患者的T2加权磁共振影像用于网络测试。结果表明,所提网络分割结果的平均Dice相似性系数(Dice similarity coefficient,DSC)、平均敏感度(sensitivity)、平均特异度(specificity)及平均豪斯多夫距离(Hausdorff distance,HD)分别达到了83.61%、89.10%、96.36%和8.49,均优于基于U-net的分割方法。对于包含了肿瘤组织的ROI,尺寸越小,分割效果越好。对于给定尺寸的ROI,几种损失函数并无太大差异。结论该算法能够准确地勾画肿瘤边界,有助于提升医生工作效率。
关键词
直肠肿瘤分割
神经网络
多边输出
磁共振影像
Keywords
rectal tumors segmentation
neural network
multiple side-output
magnetic resonance image
分类号
R318.04 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于数字微镜器件并行共焦成像的光点阵列优化
朱茜
杨西斌
李思黾
李辉
王驰
刘首鹏
简
俊
明
熊大曦
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
4
原文传递
2
基于线阵CCD的多表面焦点偏移测量
简
俊
明
文刚
朱茜
金鑫
杨光
杨西斌
李辉
武晓东
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
下载PDF
职称材料
3
基于全卷积神经网络的直肠癌肿瘤磁共振影像自动分割方法
冉昭
简
俊
明
王蒙蒙
赵星羽
高欣
《北京生物医学工程》
2019
5
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职称材料
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